Landesleiterveranstaltung Zusammenfassung_BCAA2014_05_14

Landesleiterveranstaltung, 07.04.2014
BCAA – Aminosäuren nicht nur für Sportler
Definition und Vorkommen
Die verzweigtkettigen Aminosäuren (branched chain amino acids, BCAA) bestehen aus
Leucin, Isoleucin und Valin. Da es sich um essentielle Aminosäuren handelt, besteht ein
biologisch begründeter Bedarf, die endogene Synthese ist nicht möglich. Besonders reich
an diesen Aminosäuren sind Lachs, Rindfleisch, Eier, sowie Weizenprodukte. Valin und
Isoleucin sind zudem reichlich in Walnüssen, getrockneten Erbsen, Reis und Hühnerbrust
enthalten.
Physiologische Aufgaben
Isoleucin trägt zur Energieversorgung der Muskelzellen bei und regt die Insulinproduktion
an. Außerdem ist die Aminosäure für die Regulierung von NO im Blut notwendig. Leucin ist
für den Aufbau und Erhalt der Muskelmasse wesentlich und trägt zur Energieversorgung
und Proteinsynthese in der Leber bei. Als Cofaktor fungiert Vitamin B6 als Pyridoxal-5Phosphat. Die essentielle Aminosäure Valin ist an der Gewinnung von Energie beteiligt, für
den Aufbau der Muskulatur sowie die Regulation des Blutzuckerspiegels durch Insulin
notwendig.
Das ideale Verhältnis
BCAA sollten in einem optimalen Verhältnis (Leucin : Isoleucin : Valin = 2 : 1 : 1)
eingenommen werden. Diese Relation entspricht auch dem natürlichen Vorkommen der
BCAAs in den Muskelzellen und daher den Bedürfnissen während und nach einer Belastung.
Studien zur Toxizität zeigen auch, dass die Anwendung von BCAA sicher ist, wenn die
Aminosäuren im Verhältnis 2 : 1 : 1 verzehrt werden.
Galenik
Die Galenik spielt hinsichtlich der Bioverfügbarkeit der BCAAs aus der Zubereitung eine
entscheidende Rolle. Tabletten sind zwar billiger als Kapseln, haben allerdings eine lange
Resorptionszeit. Es werden pro Tablette nur 0,1 bis 1 Gramm BCAAs in der Stunde
resorbiert. Kapseln sind zwar etwas teurer als Tabletten, die Aminosäuren werden aber
bereits nach 30 - 45 Minuten vollständig resorbiert und stehen so äußerst schnell dem
Körper bei Belastung zur Verfügung. Kapseln sollten beim Kauf daher immer die erste Wahl
sein. Auch Pulver, welche in der Regel die billigste Variante darstellen, werden gut
resorbiert, sie haben allerdings den Nachteil, dass die Handhabung und damit Dosierung
eher umständlich ist.
Bioverfügbarkeit
Essentielle Aminosäuren, wie Leucin, Isoleucin, Valin und Methionin, werden im Gegensatz
zu nichtessentiellen Aminosäuren wesentlich rascher absorbiert. Quelle: Bender D.A.,
Introduction to Nutrition and Metabolism. 2002 , Taylor and Francis Ltd., London, Neuauflage
September 2007
BCAAs zeigen ein Konkurrenzverhalten bei der Resorption – sie können sich an den
Resorptionszellen im Darm vor die anderen Aminosäuren drängen und somit deren
Aufnahme behindern. Der beste Einnahmezeitpunkt ist auf nüchternen Magen, da so die
Resorption am höchsten ist. Leucin wird überwiegend aktiv und elektrogen im NatriumCotransport in die Enterozyten (Mukosazellen) des Dünndarms aufgenommen.
Die Rolle der Leber
Die Leber gibt vor allem verzweigtkettige Aminosäuren ab, weil sie die entsprechenden
Transaminasen mit nur sehr geringer Aktivität enthält. Der Abbau der BCAAs erfolgt über
eine Transaminierung gefolgt von einer dehydrierenden Decarboxylierung. Danach folgt die
Dehydrierung der zweiten C-C-Bindung.
Transaminasen hauptsächlich in Muskulatur, Herzmuskel, Gehirn und Niere. Daher haben
die BCAAs große Bedeutung für den Muskelstoffwechsel.
Bedarf und Referenzwerte
Der Bedarf ergibt sich vor allem aus dem Bedarf der unentbehrlichen (essentiellen)
Aminosäuren. Die für Erwachsene genannten täglichen Zufuhrempfehlungen reichen von 45 mg pro Kilogramm (kg) Körpergewicht (Kg) für Tryptophan bis hin zu 39-42 mg/kg KG für
Leucin. Der Bedarf an Aminosäuren wird über die tägliche Proteinzufuhr (für Erwachsene
0,8 g/kg Körpergewicht) gedeckt. Hohe zusätzliche Zufuhren einzelner Aminosäuren
können unerwünschte Wirkungen hervorrufen.
Erhöhter Bedarf
Der tägliche Bedarf bei gesunden Erwachsenen richtet sich nach den D.A.C.H. – Werten und
im Normalfall wird der Bedarf an BCAAs mit einer ausgewogenen Ernährung gedeckt. Ein
erhöhter Bedarf besteht beispielsweise bei Hochleistungssport, drastischen Diäten,
Erkrankungen der Leber, Mangelernährung und bei Kindern sowie Jugendlichen im
Wachstum. In diesen Fällen können BCAAs über die Nahrung nicht mehr ausreichend
aufgenommen werden und der Körper greift auf Muskelmasse zu, um eine ausreichende
Versorgung zu gewährleisten. In Stress-Situationen und für therapeutische Zwecke werden
BCAA-Supplemente gewöhnlich in Dosen von 1 – 10 g pro Tag verabreicht.
Anwendungsmöglichkeiten
•
Eine hohe Dosierung von BCAA ist mit einem geringen Auftreten von Adipositas
korreliert und sich eine entsprechende Supplementierung kann sich daher positiv auf
die Gesundheit auswirken. Quelle: Qin LQ et al.: Higher branched-chain amino acid
intake is associated with a lower prevalence of being overweigth or obese in middleaded east asian and western adults; J Nutr. 2010 Dec 15
•
Eine unzureichende Versorgung mit BCAAs wird mit der Entstehung von Diabetes in
Verbindung gebracht. Die zusätzliche Gabe von Leucin, Valin und Isoleucin kann die
Insulinproduktion anregen. Quelle: Takeshita Y et al.: Beneficial effect of branchedchain amino acid supplementation on diabetes in patients with insulin resistance:
Implications for type 2 diabetes. Metabolism. 2012 Apr 19
•
Bei einer hepatischen Enzephalopathie besteht eine bedarfsgerechte Versorgung
zur Prophylaxe darin, die BCAA - Konzentrationen bei Patienten mit
fortgeschrittener chronischer Lebererkrankung zu erhöhen, da hohe Konzentration
an aromatischen Aminosäuren (Phenylalanin,Tyrosin) ein Risiko für die hepatische
Enzephalopathie darstellen. Ein erhöhter Gehalt an verzweigtkettigen Aminosäuren
und Arginin sowie erniedrigter Gehalt an aromatischen Aminosäuren und Methionin
in der Ernährung ist anzustreben. Quelle: Tajiri K1, Shimizu Branched-chain amino
acids in liver diseases. Y.World J Gastroenterol. 2013 Nov 21;19(43):7620-9. doi:
10.3748/wjg.v19.i43.7620.
•
Bei Niereninsuffizenz werden BCAAs empfohlen, um einen zufriedenstellenden
Ernährungsstatus bei gleichzeitig reduzierter Proteinzufuhr zu erzielen. Ein erhöhter
Gehalt an verzweigtkettigen Aminosäuren und Arginin sowie erniedrigter Gehalt an
aromatischen Aminosäuren und Methionin zum Ausgleich von Dysbalancen im ASHaushalt ist anzustreben. Quelle: Cano NJ1, Fouque D, Leverve XJ ; Application of
branched-chain amino acids in human pathological states: renal failure. Nutr. 2006
Jan;136(1 Suppl): 299S-307S.
•
Bei Atrophie der Mukosa zur Wiederherstellung der Darmschleimhaut im Dünndarm
können sowohl L-Glutamin als auch die BCAAs (parenteral) die Wiederherstellung
der Barrierefunktion der Darmschleimhaut fördern. Die Supplementierung von
BCAAs und L-Glutamin bei Atrophie der Mukosa des Dünndarms ist
empfehlenswert. Quelle: Platell C1, McCauley R, McCulloch R, Hall J., The influence of
parenteral glutamine and branched-chain amino acids on total parenteral nutritioninduced atrophy of the gut. JPEN J Parenter Enteral Nutr. 1993 Jul-Aug;17(4):348-54.
•
Im Sport sollte die Zufuhrmenge mindestens 3 Gramm pro Tag betragen. Die Zufuhr
richtet sich nach dem Körpergewicht und Trainingsstand. Die Einnahme sollte nach
dem Training erfolgen, da die Aufnahme hier besonders effektiv ist. Um eine
anabole Stoffwechsellage sicherzustellen, sollten BCAA in Kombination mit
Kohlenhydraten eingenommen werden. Das optimale Verhältnis ist 2 : 1 : 1 (Leucin –
Isoleucin – Valin).
Synergien
Bei erhöhter Zufuhr von BCAAs müssen die Aminosäuren in entsprechend höherer Menge
abgebaut werden. Für den Metabolismus der BCAAs durch den BCKD ist als Cofaktor
Thiaminpyrophosphat (aktiviertes Vitamin B1) notwendig. Daher ist bei einer erhöhten
Aufnahme von BCAAs auf die ausreichende Zufuhr von Vitamin B1 zu achten, um einen
Mangel zu vermeiden. Die Umwandlung von BCAAs in BCKAs (Branched Chain Keto Acids)
in der Muskulatur durch das Enzym “Branched Chain Keto Acid Dehydrogenase” erfordert
die Anwesenheit von aktiviertem Vitamin B6 (Pyridoxal 5 Phosphat, P5P) als
Cofaktor. Daher ist Vitamin B6 ein kritischer Faktor für den Aminosäurenmetabolismus.
Eine hohe Zufuhr an BCAA kann zur Depletion von Vitamin B6 führen. Es ist auf eine
ausreichende Zufuhr von Vitamin B6 zu achten.
Warnhinweise
Bei Zufuhr von Leucin, Isoleucin und Valin in Dosen von 14,7 - 21,5 g wurde eine Erhöhung
der Ammoniak-Konzentration im Muskel beschrieben, was zu Muskelkrämpfen während
intensiver Ausdauerbelastungen führen kann. Hohe Dosen von Leucin, Isoleucin und Valin
können bei manchen Personen, die an Schlaf- und Stimmungsstörungen, oder an Migräne
leiden, zu einer Verschlechterung des Zustands führen. Bei Zufuhr von Leucin, Isoleucin und
Valin in Dosen von 14,7 - 21,5 g wurde eine Erhöhung der Ammoniak-Konzentration im
Muskel beschrieben, was zu Muskelkrämpfen während intensiver Ausdauerbelastungen
führen kann. Hohe Dosen von Leucin, Isoleucin und Valin können bei manchen Personen,
die an Schlaf- und Stimmungsstörungen, oder an Migräne leiden, zu einer Verschlechterung
des Zustands führen.
Dr. Birgit Schiel